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      科學(xué)家第一次看到細(xì)胞核的雙層支架
      
			
      
				2019-02-15 10:53:35
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      我們的細(xì)胞有時(shí)必須擠過相當(dāng)狹窄的空間。當(dāng)它們發(fā)生時(shí)，內(nèi)部的原子核必須隨身攜帶。匹茲堡大學(xué)和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一組科學(xué)家利用超敏感顯微成像技術(shù)，進(jìn)行了一項(xiàng)基本的生物學(xué)發(fā)現(xiàn)，解釋了核膜的結(jié)構(gòu)，并提供了誘人的線索，了解細(xì)胞如何通過狹窄的開口擠壓而不會(huì)發(fā)生泄漏。
      

      科學(xué)家第一次看到細(xì)胞核的雙層支架
      

      這些研究結(jié)果也可能是解決幾種遺傳疾病機(jī)制的關(guān)鍵，今天在“ 美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上有所描述。“這是一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)，”皮特公共衛(wèi)生研究生院人類遺傳學(xué)系副教授，該研究的高級(jí)作者之一，MBBS博士，Quasar Padiath說。“就像其他人一樣，我認(rèn)為我們知道細(xì)胞核膜是如何組織起來的，但是當(dāng)我們?cè)谡{(diào)查遺傳狀況時(shí)仔細(xì)研究一下，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)故事還有很多。”
      

      每個(gè)動(dòng)物細(xì)胞都含有一個(gè)核，它是大多數(shù)遺傳物質(zhì)的家園。襯在包裹核的膜內(nèi)部的是核層，這是一種給核提供球形結(jié)構(gòu)的支架?？茖W(xué)家此前曾表示，椎板由纏結(jié)的細(xì)絲網(wǎng)形成，由稱為lamin A和B的蛋白質(zhì)組成。
      

      Padiath與皮特醫(yī)學(xué)和生物工程系副教授Yang Liu博士合作，仔細(xì)研究核層，因?yàn)樗芯苛司哂兄旅z傳條件的人 - 常染色體顯性遺傳性腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良與自主神經(jīng)病(ADLD) - 具有編碼核纖層蛋白B1(核纖層蛋白B的亞型)的基因的額外拷貝。科學(xué)家們首先使用稱為“隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡”(STORM)的超分辨率成像技術(shù)觀察正常細(xì)胞中的椎板。
      

      令他們驚訝的是，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上有兩個(gè)截然不同的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) - 一個(gè)外部的，更松散編織的薄層B層和一個(gè)內(nèi)層更緊密的薄層A.
      

      “非常值得注意的是，STORM能夠可視化纖維素A和B1之間微觀上的微小分離，”劉說，他也是UPMC希爾曼癌癥中心的研究員。“傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡從未見過這種情況。”
      

      Padiath的團(tuán)隊(duì)隨后與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)化學(xué)工程教授Kris Dahl博士建立了持續(xù)的合作關(guān)系，他研究核膜的力學(xué)和結(jié)構(gòu)，了解核層的功能。通過在不同程度的壓力下成像核，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞被壓縮時(shí)，外部的，更松散編織的核纖層蛋白B1層變薄，使得核纖層A層在核的軸線處凸出。
      

      “對(duì)我來說，這個(gè)過程類似于我的一個(gè)針織項(xiàng)目，”達(dá)爾說。“基于線跡和紗線厚度之間的孔，您可以預(yù)測(cè)材料的剛度。”
      

      科學(xué)家認(rèn)為他們的觀察表明，不同的核層是必要的細(xì)胞系統(tǒng)的一部分：當(dāng)正常運(yùn)作時(shí)，它允許細(xì)胞核在被生物功能壓縮時(shí)釋放壓力 - 例如在非常薄的血管內(nèi)移動(dòng)或擠壓通過狹窄的開口 - 避免損壞細(xì)胞核本身。
      

      在Padiath研究的疾病中 - ADLD患者通常在經(jīng)歷與致命性腦退化相關(guān)的癥狀之前生活在40多歲和50多歲。由于ADLD涉及核纖層蛋白B1基因的額外拷貝，Padiath未來的工作將探討過量的核纖層蛋白B如何在中年時(shí)對(duì)腦細(xì)胞產(chǎn)生負(fù)面影響。
      

      “現(xiàn)在我們可以看到如此精致細(xì)節(jié)的核建筑，我們可以開始問，'它如何改變ADLD和其他椎板疾病，尤其是衰老?'”Padiath說。
      
			

			
        
      
			
      
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